[发明专利]超声波强化硝酸两级逆流从含铀灰渣中浸出铀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铀的浸出技术领域，特别是一种采用超声波强化硝酸两级逆流从含铀灰渣中浸出铀的方法。

背景技术

在铀产品及核燃料元件制造过程会产生的各种可燃性废物，如废弃的劳保用品、清洁用品、纸张、包装容器，手套等，对这些可燃性废物通过裂解焚烧进行减容处理时，会产生大量的含铀灰渣，其铀含量波动大（平均铀含量5%，最高超过30%），杂质元素含量多（除含有铀和水分外，还含有大量的Pb、Si、Mo、Mg、Ca、Al、Zn、Cu、Fe、P、C、S等杂质元素以及少量的Cr、Ni、Mn、B、Cd、Mo、Ti、Sn、Ag、Co、V等杂质），形态复杂。

上述含铀灰渣属于较难浸取的含铀物质，对其进行铀的浸出一般要求：（1）要有高的浸取率，浸取过程中尽量将铀浸出，降低残渣中的铀含量，同时也不能过多地将杂质溶解，给后续工序带来麻烦；（2）对得到的含铀浸出液要有合适的回收提取工艺，以实现资源的循环利用；（3）工艺过程中产生的废水要实现有效处理，以避免二次渣的产生。

现有含铀灰渣的常规处理方法是采用硫酸熟化法和硝酸浸取法。硫酸熟化法浸后渣铀含量最低可达0.08%，但采用硫酸熟化法需要加氧化剂，从而引入了新的杂质离子，而且易产生新的废水；硝酸浸取法适用于含铀灰渣的浸出，而且其本身也具有氧化性，得到的浸出液可以直接进入TBP萃取工艺对铀进行回收提取，但其浸出效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种采用超声波强化硝酸两级逆流从含铀灰渣中浸出铀的方法。

本发明的技术方案是：超声波强化硝酸两级逆流从含铀灰渣中浸出铀的方法，所述的含铀灰渣是从铀产品及核燃料元件制造过程产生的各种可燃性废物，通过裂解焚烧处理而产生的含铀灰渣。

其具体工艺步骤如下：

A、配制浸出剂和洗涤剂：所述的浸出剂为硝酸与水配制而成的硝酸溶液，硝酸溶液中的硝酸浓度为20～50%。所述的洗涤剂为硝酸与水配制而成的硝酸溶液，硝酸溶液中的pH值为1～3。

B、第一级超声波浸出：将筛分后的含铀灰渣和浸出剂加入到第一级浸出槽中，然后加热搅拌浸出，同时施加超声波强化，浸出结束后过滤，过滤后的浸出液送萃取工序萃取回收铀，过滤后的第一级不溶渣进入第一级洗涤槽洗涤。

所述的超声波发生装置为内置式超声波发生器，频率为20～40kHz，功率密度为10～200W∕L。

所述的含铀灰渣和浸出剂的质量比为1:3～5，浸出温度为50～90℃，浸出时间不小于0.5小时。

C、第一级不溶渣洗涤：将洗涤剂加入第一级洗涤槽中，在常温下进行搅拌洗涤，洗涤结束后过滤，过滤后的洗涤液返回用于浸出剂的配制，第一级洗涤残渣进入第二级浸出槽中进行浸出。

所述的第一级不溶渣与洗涤剂的质量比为1:10～30，洗涤时间不小于0.5小时。

D、第二级超声波浸出：将浸出剂加入到第二级浸出槽中，然后加热搅拌浸出，同时施加超声波强化，浸出结束后过滤，过滤后的浸出液返回第一级浸出槽中，第二级不溶渣进入第二级洗涤槽。

所述的超声发生装置为内置式超声发生器，频率为20～40kHz，功率密度为10～200W∕L。

所述的第一级洗涤残渣与浸出剂的质量比为1:3～5，浸出温度为50～90℃，浸出时间不小于0.5小时。

E、第二级不溶渣洗涤：将洗涤剂加入第二级洗涤槽中，在常温下搅拌洗涤，洗涤结束后过滤，过滤后的洗涤液一部分返回第一级洗涤槽，一部分返回用于浸出剂的配制，过滤后的尾渣中和处理后去处置场。

所述的第二级不溶渣与洗涤剂的质量比为1:10～30，洗涤时间不小于0.5小时。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

本发明采用超声波强化硝酸两级逆流从含铀灰渣中浸出铀，浸出工艺简单，铀的浸出率高，浸出速率快，而且工艺过程无废水产生，浸出尾渣中铀含量低于0.1%。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例一、超声波强化硝酸两级逆流从含铀灰渣中浸出铀的方法，所述的含铀灰渣是从铀产品及核燃料元件制造过程产生的各种可燃性废物，通过裂解焚烧处理而产生的含铀灰渣。

其具体工艺步骤如下：

A、配制浸出剂和洗涤剂：所述的浸出剂为硝酸与水配制而成的硝酸溶液，硝酸溶液中的硝酸浓度为20%。所述的洗涤剂为硝酸与水配制而成的硝酸溶液，硝酸溶液中的pH值为1。